go CBC 加密【AES 和DES的运用】
关于AES cbc的加密 在go AES 加密 和解密已经调到了, 这次主要涉及的内同时cbc 和ecb,刚好网上也有相应的说明, 我就一起整理一下
DES是以64比特的明文为一个单位来进行加密,并生成64比特的密文。由于它每次只能处理特定长度的一块数据,所以DES属于分组密码算法。cypto/des
包提供了有关des加密的功能。
由于分组密码算法只能加密固定长度的分组,所以当加密的明文超过分组密码的长度时,就需要对分组密码算法进行迭代,而迭代的方法就称为分组密码的模式。模式主要有ECB(电子密码本)、CBC(密码分组链接模式)、CTR(计数器模式)、OFB(输出反馈模式)、CFB(密码反馈模式)五种。下面简单介绍下前两种:
- ECB(electronic code book)是最简单的方式,它将明文分组加密后的结果直接成为密文分组。
优缺点:模式操作简单;明文中的重复内容将在密文中表现出来,特别对于图像数据和明文变化较少的数据;适于短报文的加密传递。 - CBC(cipher block chaining)的原理是加密算法的输入是当前的明文分组和前一密文分组的异或,第一个明文分组和一个初始向量进行异或,这样同一个明文分组重复出现时会产生不同的密文分组。
特点:同一个明文分组重复出现时产生不同的密文分组;加密函数的输入是当前的明文分组和前一个密文分组的异或;每个明文分组的加密函数的输入与明文分组之间不再有固定的关系;适合加密长消息。
在按8个字节对DES进行加密或解密时,如果最后一段字节不足8位,就需要对数据进行补位。即使加密或解密的数据刚好是8的倍数时,也会再补8位。举个栗子,如果末尾刚好出现1,这时你就无法判断这个1是原来数据,还是经过补位得到的1。因此,可以再补8位进行标识。填充方式主要有以下几种:pkcs7padding、pkcs5padding、zeropadding、iso10126、ansix923。
- pkcs7padding和pkcs5padding的填充方式相同,填充字节的值都等于填充字节的个数。例如需要填充4个字节,则填充的值为"4 4 4 4"。
- zeropadding填充字节的值都为0。
DES的密钥长度是64比特,但由于每隔7个比特会设置一个用于错误检测的比特,因此其实质密钥长度为56比特。
上面模式中,例如CBC,再加密第一个明文分组时,由于不存在“前一个密文分组”,因此需要事先准备一个长度为一个分组的比特序列来代替“前一个密文分组”,这个比特序列成为初始化向量,也称偏移量,通常缩写为IV。一般来说,每次加密时都会随机产生一个不同的比特序列来作为初始化向量。偏移量的长度必须和块的大小相同。
加密后的字节在显示时可以进行hex和base64编码,hex是十六进制编码,base64是一种基于64个可打印字符来标识二进制数据的方法。
下面以上面提到的几种模式和填充方式为例,进行演示如何在代码中使用。
加密模式采用ECB、填充方式采用pkcs5padding、密码使用"12345678",输出时经hex编码。自己可以通过一些在线测试工具进行测试,看结果是否一致。
一定要注意DES CBC的key长度为8, AES CBC 的key 为16,24,32
package utils import ( "bytes" "crypto/aes" "crypto/cipher" "crypto/des" "encoding/hex" "fmt" ) /* DES CBC加密 key的长度为8个字节, iv必须相同长度 */ func EncryptDES_CBC(src, key, iv string) string { data := []byte(src) keyByte := []byte(key) block, err := des.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } data = PKCS5Padding(data, block.BlockSize()) //获取CBC加密模式 //iv := keyByte //用密钥作为向量(不建议这样使用) ivByte := []byte(iv) mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, ivByte) out := make([]byte, len(data)) mode.CryptBlocks(out, data) return fmt.Sprintf("%X", out) } //DESC CBC解密 func DecryptDES_CBC(src, key, iv string) string { keyByte := []byte(key) data, err := hex.DecodeString(src) if err != nil { panic(err) } block, err := des.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } ivBye := []byte(iv) mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, ivBye) plaintext := make([]byte, len(data)) mode.CryptBlocks(plaintext, data) plaintext = PKCS5UnPadding(plaintext) return string(plaintext) } //ECB加密 func EncryptDES_ECB(src, key string) string { data := []byte(src) keyByte := []byte(key) block, err := des.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } bs := block.BlockSize() //对明文数据进行补码 data = PKCS5Padding(data, bs) if len(data)%bs != 0 { panic("Need a multiple of the blocksize") } out := make([]byte, len(data)) dst := out for len(data) > 0 { //对明文按照blocksize进行分块加密 //必要时可以使用go关键字进行并行加密 block.Encrypt(dst, data[:bs]) data = data[bs:] dst = dst[bs:] } return fmt.Sprintf("%X", out) } //ECB解密 func DecryptDES_ECB(src, key string) string { data, err := hex.DecodeString(src) if err != nil { panic(err) } keyByte := []byte(key) block, err := des.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } bs := block.BlockSize() if len(data)%bs != 0 { panic("crypto/cipher: input not full blocks") } out := make([]byte, len(data)) dst := out for len(data) > 0 { block.Decrypt(dst, data[:bs]) data = data[bs:] dst = dst[bs:] } out = PKCS5UnPadding(out) return string(out) } /* key参数的长度 iv必须相同长度 16 字节 - AES-128 24 字节 - AES-192 32 字节 - AES-256 */ func EncryptAES_CBC(src, key, iv string) string { data := []byte(src) keyByte := []byte(key) block, err := aes.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } data = PKCS5Padding(data, block.BlockSize()) //获取CBC加密模式 //iv := keyByte //用密钥作为向量(不建议这样使用) ivByte := []byte(iv) mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, ivByte) out := make([]byte, len(data)) mode.CryptBlocks(out, data) return fmt.Sprintf("%X", out) } //AES CBC解密 func DecryptAES_CBC(src, key, iv string) string { keyByte := []byte(key) data, err := hex.DecodeString(src) if err != nil { panic(err) } block, err := aes.NewCipher(keyByte) if err != nil { panic(err) } //iv := keyByte //用密钥作为向量(不建议这样使用) ivBye := []byte(iv) mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, ivBye) plaintext := make([]byte, len(data)) mode.CryptBlocks(plaintext, data) plaintext = PKCS5UnPadding(plaintext) return string(plaintext) } //明文补码算法 func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte { padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding) return append(ciphertext, padtext...) } //明文减码算法 func PKCS5UnPadding(origData []byte) []byte { length := len(origData) unpadding := int(origData[length-1]) return origData[:(length - unpadding)] }
第三方包
github.com/marspere/goencrypt
包实现了多种加密算法,包括对称加密和非对称加密等。
package main import ( "fmt" "github.com/marspere/goencrypt" ) func main() { // key为12345678 // iv为空 // 采用ECB分组模式 // 采用pkcs7padding填充模式 // 输出结果使用base64进行加密 cipher := goencrypt.NewDESCipher([]byte("12345678"), []byte(""), goencrypt.ECBMode, goencrypt.Pkcs7, goencrypt.PrintBase64) cipherText, err := cipher.DESEncrypt([]byte("hello world")) if err != nil { fmt.Println(err) return } fmt.Println(cipherText) plainText, err := cipher.DESDecrypt(cipherText) fmt.Println(plainText) }
---------------------2021-4-21-------------
import ( "bytes" "crypto/aes" "crypto/cipher" ) // PKCS7加填充/和PKCS5填充一样,只是填充字段多少的区别 func PKCS7Padding(cipherText []byte, blockSize int) []byte { padding := blockSize - len(cipherText)%blockSize padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding) return append(cipherText, padText...) } // PKCS7解填充/和PKCS5填充一样,只是填充字段多少的区别 func PKCS7UnPadding(encrypt []byte) []byte { length := len(encrypt) unPadding := int(encrypt[length-1]) return encrypt[:(length - unPadding)] } // AES/ECB/PKCS7模式加密--签名加密方式 func AesECBEncrypt(data, key []byte) ([]byte, error) { block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { return []byte{}, err } ecb := NewECBEncryptEr(block) // 加PKCS7填充 content := PKCS7Padding(data, block.BlockSize()) encryptData := make([]byte, len(content)) // 生成加密数据 ecb.CryptBlocks(encryptData, content) return encryptData, nil } // AES/ECB/PKCS7模式解密--签名解密方式 func AesECBDecrypt(data, key []byte) ([]byte, error) { block, err := aes.NewCipher(key) if err != nil { return []byte{}, err } ecb := NewECBDecryptEr(block) retData := make([]byte, len(data)) ecb.CryptBlocks(retData, data) // 解PKCS7填充 retData = PKCS7UnPadding(retData) return retData, nil } type ecb struct { b cipher.Block blockSize int } func newECB(b cipher.Block) *ecb { return &ecb{ b: b, blockSize: b.BlockSize(), } } type ecbEncryptEr ecb func NewECBEncryptEr(b cipher.Block) cipher.BlockMode { return (*ecbEncryptEr)(newECB(b)) } func (x *ecbEncryptEr) BlockSize() int { return x.blockSize } func (x *ecbEncryptEr) CryptBlocks(dst, src []byte) { if len(src)%x.blockSize != 0 { panic("crypto/cipher: input not full blocks") } if len(dst) < len(src) { panic("crypto/cipher: output smaller than input") } for len(src) > 0 { x.b.Encrypt(dst, src[:x.blockSize]) src = src[x.blockSize:] dst = dst[x.blockSize:] } } // ecb解密方法 type ecbDecryptEr ecb func NewECBDecryptEr(b cipher.Block) cipher.BlockMode { return (*ecbDecryptEr)(newECB(b)) } func (x *ecbDecryptEr) BlockSize() int { return x.blockSize } func (x *ecbDecryptEr) CryptBlocks(dst, src []byte) { if len(src)%x.blockSize != 0 { panic("crypto/cipher: input not full blocks") } if len(dst) < len(src) { panic("crypto/cipher: output smaller than input") } for len(src) > 0 { x.b.Decrypt(dst, src[:x.blockSize]) src = src[x.blockSize:] dst = dst[x.blockSize:] } }
java实现:
public static String encode(String reqstr, String reqkey) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding", "BC"); SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(reqkey.getBytes("UTF-8"), "AES"); cipher.init(1, keySpec); byte[] result = cipher.doFinal(reqstr.getBytes("UTF-8")); return new String(Base64.encode(result)); } public static String decodeByAES(String reskey, String resstr) throws Exception { byte[] responseByte = Base64.decode(resstr); Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding", "BC"); SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(hex2bytes(reskey), "AES"); cipher.init(2, keySpec); byte[] decoded = cipher.doFinal(responseByte); return new String(decoded, "UTF-8"); }